裝配式建筑評價標準

《標準》規(guī)定: “建筑裝配率不低于50%、采用全裝修、主體結(jié)構(gòu)部分的評價分值不低于20 分、圍護墻和內(nèi)隔墻部分的評價分值不低于10 分”的建筑為裝配式建筑。并且主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件中預制部品部件的應用比例不低于35%，可進行裝配式建筑等級三級評價(見表1) 。

裝配式建筑的設(shè)計程序

裝配式建筑的設(shè)計程序分為方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計3個階段，如圖1所示。

圖1 裝配式建筑設(shè)計程序

預制構(gòu)件設(shè)計優(yōu)先次序

鑒于剪力墻結(jié)構(gòu)在我國的普及性，本文以裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系為研究對象，通過對我國11項代表性裝配式建筑工程的統(tǒng)計分析，得出裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的外部權(quán)重和內(nèi)部權(quán)重，以及評級標準規(guī)定的單項構(gòu)件預制率的最低要求，結(jié)合《標準》評分表，剪力墻結(jié)構(gòu)預制構(gòu)件率最低要求和相應權(quán)重如表2所示。

由表2中可知，主體結(jié)構(gòu)部分占比較大，其中 梁、疊合板以及預制非承重外圍護墻對裝配率的貢獻程度最高，承重墻次之，其余次要結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件貢獻率最小。根據(jù)現(xiàn)有的裝配式建筑設(shè)計經(jīng)驗，在構(gòu)件選擇時，除考慮構(gòu)件占比外，還需結(jié)合預制構(gòu)架的制作、施工工藝和安裝等特點進行綜合考慮。一般來說，預制構(gòu)件的選擇順序如圖2所示。

圖2 預制構(gòu)件選擇順序

此外，通過統(tǒng)計分析，得到不同評價等級對應的構(gòu)件應用比例(如表3) ，因預制構(gòu)件中梁、板對裝配率影響最大，所以裝配率的變化主要以調(diào)整梁、板應用比例為主

構(gòu)件拆分原則

裝配式建筑構(gòu)件拆分是設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)《預制預應力混凝土裝配式整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ224－2010和相關(guān)文獻中的規(guī)定，對構(gòu)件的拆分一般遵循“少規(guī)格、多組合”的原則，具體規(guī)定見表4。

基于裝配率的BIM參數(shù)化方案優(yōu)選設(shè)計流程

根據(jù)拆分原則，預先確定及預制構(gòu)件，結(jié)合BIM參數(shù)化平臺，進行裝配式建筑方案設(shè)計。

基本思路是: 首先確定和選中構(gòu)件圖元，利用BIM提取模型構(gòu)件參數(shù)信息，然后根據(jù)各評價項應用比例公式對各項評分( 評分標準見表1) ，利用評分值進行裝配率計算，最后根據(jù)裝配率進行等級評價。具體流程如圖3所示。

圖3 BIM參數(shù)化設(shè)計流程圖

裝配式建筑的設(shè)計程序

本工程為兩層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，共計4戶，二類建筑，采用65㎡標準化戶型模塊，建筑總面積570.16㎡，共兩層，采用裝配剪力墻結(jié)構(gòu)體系，目標裝配率為78%，AA級裝配式建筑，工程全裝修。圖4為本工程的BIM三維圖。

標準化設(shè)計

1.戶型標準化設(shè)計

通過歸納整理住宅戶型設(shè)計及組合形式，本文戶型設(shè)計主要有35㎡、50㎡、65㎡三種標準化戶型，圖5為基于標準化設(shè)計的基本戶型平面布置圖。

2.預制構(gòu)件設(shè)計原則

本項目結(jié)構(gòu)設(shè)計執(zhí)行《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1－2014相關(guān)規(guī)定以及上述的構(gòu)件拆分原則，其中主體部分結(jié)構(gòu)采用預制剪力墻、疊合板、預制樓梯等預制部品。

3.預制構(gòu)件選擇順序

本項目預制構(gòu)件選擇順序為樓梯、女兒墻、疊合板、內(nèi)墻、剪力墻。

裝配率計算及方案優(yōu)選

1.裝配率計算

利用BIM對構(gòu)件進行拆分，拆分界面和拆分部分結(jié)果分別如圖6和圖7所示。

圖7 板、墻拆分示意圖

當樓梯、內(nèi)墻、剪力墻、疊合板、女兒墻等構(gòu)件分別采用預制構(gòu)件的情況下，利用BIM通過計算規(guī)則計算預制部品部件的應用比例，其應用比例計算結(jié)果見表6。

最后通過編寫python評分公式對相關(guān)項評分，得出裝配率為58.8%，程序運行的工作空間如圖8所示。

圖8 程序運行空間

2.方案優(yōu)化

上文計算出的裝配率未達到目標，可將裝配率調(diào)整為78%，BIM會按照構(gòu)件權(quán)重比例更改構(gòu)件應用比例，從而根據(jù)應用比例的變化，更改方案設(shè)計。項目修改裝配率后，各構(gòu)件應用比例如表7所示。